NL2019555B1 - Stromingsmeter - Google Patents

Abstract

Een stromingsmeter 1 heeft een behuizing 3 voorzien van een inlaatdeel 3A en een uitlaatdeel 3D, alsmede een daartussen aanwezig verwijd deel. Dit verwijd deel bestaat uit een op het inlaatdeel aansluitend geleidingsdeel 3B en een op het uitlaatdeel aansluitende meetdeel 3C. In het geleidingsdeel bevinden zich een aantal schroeflijnvorrnige geleidingsbladen 5 met daarbinnen een kern 7. Het meetdeel 3C is voorzien meetkamer 9 waarin een meetkogel 13 in een cirkel rond kan draaien. Tussen de kern 7 en het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel 3D zijn geen wanddelen aanwezig. Hierdoor kan fluïdum ongehinderd uit de meetkamer stromen. Om de fluïdumstroming zo constant en vloeiend mogelijk te laten zijn is de kern 7 massief met een vlak uiteinde 7A.

Description

BESCHRIJVING:

Gebied van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een stromingsmeter omvattende:

een behuizing voorzien van een inlaatdeel en een uitlaatdeel, alsmede een daartussen aanwezig verwijd deel dat een op het inlaatdeel aansluitend geleidingsdeel omvat en een op het geleidingsdeel en het uitlaatdeel aansluitende meetdeel, in het geleidingsdeel aanwezige schroeflijnvormige geleidingsbladen die zijn verbonden met de behuizing, een binnen de geleidingsbladen aanwezige kem, een binnen het meetdeel aanwezige meetkamer, die aan een buitenzijde is begrensd door het meetdeel van de behuizing, aan een inlaatzijde is begrensd door de geleidingsbladen, aan een tegenover de inlaatzijde aanwezige loopzijde is begrensd door een naar de meetkamer toegekeerd eindvlak van het uitlaatdeel, en aan een binnenzijde deels is begrensd door de kem, en een in de meetkamer aanwezige meetkogel, die tijdens gebruik over het eindvlak in de meetkamer rondloopt, waarbij tussen een aan de meetkamer grenzend uiteinde van de kern en het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak van het uitlaatdeel een opening aanwezig is en geen wanddelen aanwezig zijn, waarbij de afstand tussen de buitenrand van het aan de meetkamer grenzend uiteinde van de kem en de binnenrand van het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak van het uitlaatdeel kleiner is dan de diameter van de meetkogel, waarbij de diameter van de kern aan een uitlaatuiteinde van de geleidingsbladen meer is dan de helft van de binnendiameter van het uitlaatgedeelte, waarbij de kem zich uitstrekt tussen het inlaatgedeelte en de meetkamer en een uiteinde van de kem nabij het uitlaatgedeelte aanwezig is binnen de baan van de meetbal, waarbij aan het einde van de kem het fluïdum vanuit de meetkamer langs het eindvlak van het kemuiteinde in het uitlaatgedeelte stroomt, en waarbij het inlaatdeel, het geleidingsdeel en het meetdeel van de behuizing, alsmede de geleidingsbladen en de kern (gezamenlijk) één gespuitgiet deel zijn.

Tijdens gebruik is de stromingsmeter tussen twee leidingstukken ingebouwd en stroomt vloeistof of gas via de inlaat in het deel met de schroeflijnvormige bladen, waai' het fluïdum in rotatie wordt gebracht, en vandaar in de meetkamer, waar een meetkogel in rotatie wordt gebracht, en vervolgens via de uitlaat naar buiten. De rotatiesnelheid van de meetkogel is een maat voor de stromingssnelheid van het fluïdum.

De rotatiesnelheid van de meetkogel wordt bijvoorbeeld genieten met behulp van een lichtstraal die door de behuizing wordt gestuurd en op een tegenoverliggende plaats wordt gedetecteerd. Het aantal gedetecteerde onderbrekingen van de lichtstraal (door de kogel) vormt een maat voor de stromingssnelheid.

Stand van de techniek

Een dergelijke stromingsmeter is bekend uit WO 2015/065187 A. Bij een stromingsmeter met een tussen het inlaatdeel en uitlaatdeel verbreed middendeel met daarin een meetkamer met roterende meetkogel, dient voor een geleidelijke instroom van het fluïdum in de geleidingsbladen, voor het behouden van een voldoende hoge stromingssnelheid voor het meenemen van de kogel en voor de loopbaan van de kogel een relatief brede kern aanwezig te zijn. Om spuitgiettechnische reden is bij deze bekende stromingsmeter de kern hol uitgevoerd en is de kern aan de uitlaatzijde open.

Samenvatting van de uitvinding

Een doel van de uitvinding is een stromingsmeter van de in de aanhef omschreven soort te verschaffen met een hogere meetnauwkeurigheid en betere reproduceerbaarheid van de metingen dan die van de bekende stromingsmeter. Hiertoe is de stromingsmeter volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de kern massief is. Het is gebleken dat de fluïdumstroming door de stromingsmeter in het geval de kern massief is, constanter is dan in het geval de kern aan de uitlaatzijde open is. Door deze constantere stroming wordt ook de meetkogel op meer constante wijze meegenomen door de fluïdumstroming met een nauwkeuriger en beter reproduceerbaar meetresultaat tot gevolg. Bij de bekende stromingsmeter is de kern hol en is het naar de uitstroomopening toegekeerde eindvlak van de kern open. Het is gebleken dat de vorm van de naar het uitlaatdeel toegekeerde einde van de kern invloed heeft op de stroming van het fluïdum. Door de kern massief uit te voeren waarbij dus het genoemde eindvlak gesloten is, treedt er minder turbulentie op waardoor de stroming ter plaatse van de baan van de meetkogel niet beïnvloed wordt en dus de beweging van de meetkogel in de baan constanter is met als gevolg een grotere meetnauwkeurigheid en een betere reproduceerbaarheid dan bij de uit WO 2015/065187 A bekende stromingsmeter. Ook wordt voorkomen dat bacteriën en/of andere deeltjes die zich in de vloeistof bevinden, zich eventueel door werveling van de vloeistof in het open deel van de kem vasthechten.

Opgemerkt kan worden dat uit GB 1 556 139 A een stromingsmeter bekend is met een kern met een relatief grote diameter zoals het geval is in de stromingsmeter volgens de onderhavige uitvinding. De kern in deze bekende stromingsmeter strekt zich echter ver voorbij de meetkamer aan het einde van het uitlaatgedeelte uit. Hierdoor heeft het uiteinde van de kern geen invloed op de rotatie van de meetbal en heeft dus geen invloed op de meetnauwkeurigheid.

Voorts wordt opgemerkt dat uit JP S59-153124 A een stromingsmeter bekend is voor het meten van de stromingssnelheid van vloeistof. Deze bekende stromingsmeter heeft ook een kern maar de vorm van het uiteinde van deze kern, voorbij de meetkogel, heeft niet het effect de nauwkeurigheid van de meting door middel van de meetkogel te vergroten, omdat in de bekende stromingsmeter de meetkogel zich niet aan de uitlaatzijde van de stromingsmeter bevindt. Een effect van de kern in de bekende stromingsmeter op de vloeistofstroming en/of de meetnauwkeurigheid is niet beschreven. Bovendien is bij deze bekende stromingsmeter de behuizing ter plaatse van het geleidingsdeel en het meetdeel niet verwijd. In de bekende stromingsmeter is, in tegenstelling tot de stromingsmeter volgens de uitvinding, de loopbaan van de meetkogel op afstand aanwezig van de onderzijde van de massieve kern waardoor de vorm van de kem aan de uitlaatzijde geen effect heeft op de beweging van de meetkogel. De inrichting van deze bekende stromingsmeter wijkt door de afwijkende behuizing en de afwijkende positie van de meetkogel af van de constructie van de stromingsmeter volgens de uitvinding.

Voorts is uit DE 2910387 A een stromingsmeter bekend met een kem die aan de inlaatzijde en aan de uitlaatzijde een conische vorm heeft. De meetkamer wordt bij deze bekende stromingsmeter niet begrensd door de buitenwand van de behuizing, zoals bij de stromingsmeter volgens de uitvinding, maar er bevindt zich een cirkelvormig stromingskanaal tussen de meetkamer en de behuizing. Hierdoor stroomt bij de bekende stromingsmeter de vloeistof op een grote diameter de meetkamer binnen en verlaat de vloeistof de meetkamer op een kleinere diameter door een uitstroomopening die door een conisch kerndeel (2) en een daartegenover liggend deel (3) is vernauwd, dit in tegenstelling tot de stromingsmeter volgens de uitvinding waarbij de vloeistof de meetkamer door een grote uitstroomopening op een grote diameter verlaat. Bovendien bevindt zich ook in deze bekende stromingsmeter de meetkogel niet aan de uitlaatzijde van de stromingsmeter bij het uiteinde van de kern. Een effect van de kern van de bekende stromingsmeter op de vloeistofstroming en/of de meetnauwkeurigheid is niet beschreven. De inrichting van deze bekende stromingsmeter en de functie van de kern ervan wijken af van die van de stromingsmeter volgens de uitvinding.

Uit EP 0 172 451 A is een stromingsmeter bekend die eveneens een kern heeft. Bij deze bekende stromingsmeter is geen brede kern toegepast zoals bij de stromingsmeter volgens de uitvinding die door een grote diameter de vloeistof naar buiten leidt om de vloeistof maximaal in radiale draaiing te brengen. De kern in de bekende stromingsmeter heeft een diameter die veel kleiner is dan die van de kern van de stromingsmeter volgens de uitvinding. Hierdoor heeft bij deze bekende stromingsmeter de vorm van de kern nauwelijks effect op de vloeistofstroming, laat staan op de meetnauwkeurigheid.

De ruimte tussen de kern en het uitlaatdeel is bij de stromingsmeter volgens de uitvinding bij voorkeur volledig open. Bij een volledig open doorgang tussen de kern en de behuizing ter plaatse van de uitstroomopening, wordt de fluïdumstroom nauwelijks verstoord.

Een gunstige uitvoeringsvorm van de stromingsmeter volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat het uiteinde van de kern vlak is.

In een uitvoeringsvorm van de stromingsmeter volgens de uitvinding, waarbij het uiteinde van de kern vlak is, verloopt de zijwand van de kern evenwijdig of nagenoeg evenwijdig aan de lengterichting van de stromingsmeter.

Een verdere uitvoeringsvorm van de stromingsmeter volgens de uitvinding, waarbij het uiteinde van de kern vlak is, is gekenmerkt, doordat de zijwand van de kern naar het uitlaatdeel toe niet evenwijdig aan de lengterichting van de stromingsmeter, maar in de richting van het uitlaatdeel taps verloopt.

Nog een verdere uitvoeringsvorm van de stromingsmeter volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat de geleidingsbladen elk zijn voorzien van een aan het inlaatdeel grenzend inlaatuiteinde en een aan de meetkamer grenzend uitlaatuiteinde, dat is voorzien van een uitsparing met een boogvormige begrenzingswand, waarbij de maximale afstand tussen een naar de meetkamer toegekeerd eindvlak van het uitlaatdeel en deze boogvormige begrenzingswand groter is dan de diameter van de meetkogel en de minimale afstand tussen het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak van het uitlaatdeel en deze boogvormige begrenzingswand kleiner is dan de diameter van de meetkogel. Hierdoor stroomt het uit de geleidingsbladen stromende fluïdum direct in de rotatiebaan van de meetkogel waardoor een hoge meetnauwkeurigheid en goede reproduceerbaarheid verkregen is. Doordat door deze boogvormige of cirkelvormige uitsparing in de bladen de afstand van de meetkogel tot de bladen kleiner, neemt de meetnauwkeurigheid en reproduceerbaarheid nog meer toe.

Beknopte omschrijving van de tekeningen

Hieronder zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van een in de tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van de stromingsmeter volgens de uitvinding. Hierbij toont figuur 1 een uitvoeringsvorm van de stromingsmeter volgens de uitvinding in doorsnede.

Gedetailleerde omschrijving van de tekeningen

In figuur 1 is een uitvoeringsvorm van de stromingsmeter volgens de uitvinding in doorsnede weergegeven. De stromingsmeter 1 heeft een behuizing 3 voorzien van een inlaatdeel 3A en een uitlaatdeel 3D, alsmede een daartussen aanwezig verwijd deel. Dit verwijd deel bestaat uit een op het inlaatdeel aansluitend geleidingsdeel 3B en een op het geleidingsdeel en het uitlaatdeel aansluitende meetdeel 3C. In het geleidingsdeel bevinden zich een aantal schroeflijnvormige geleidingsbladen 5 die met de buitenranden zijn bevestigd aan de behuizing. Binnen deze geleidingsbladen is een kern 7 aanwezig die is bevestigd aan de binnenranden van de onderste delen van de geleidingsbladen.

Binnen het meetdeel bevindt zich een meetkamer 9, die aan een buitenzijde is begrensd door het meetdeel 3C van de behuizing, en aan een inlaatzijde is begrensd door de onderzijden 5C van de geleidingsbladen. Aan een tegenover de inlaatzijde aanwezige loopzijde is de meetkamer begrensd door een naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel. Tussen de kern 7 en het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel bevindt zich een opening die de uitstroomopening van het fluïdum uit de meetkamer vormt. In de meetkamer bevindt zich een meetkogel 13 die tijdens gebruik over het eindvlak 11 in de meetkamer rondloopt.

Tijdens gebruik stroomt fluïdum via de door het inlaatdeel 3A begrensde inlaat in de door het geleidingsdeel 3B begrensde bladensectie, waar het fluïdum in rotatie wordt gebracht door de schroeflijnvormige bladen 5. Bij het verlaten van de bladensectie stroomt het fluïdum direct in de door het meetdeel 3C begrensde meetkamer 9, waar de meetkogel 13 in rotatie wordt gebracht. Vervolgens stroomt het fluïdum via de door het uitlaatdeel 3D begrensde uitlaat naar buiten. De rotatiesnelheid van de meetkogel is een maat voor de stromingssnelheid van het fluïdum. In figuur 1 is met pijlen 21 de stroming van het fluïdum aangegeven.

Tussen een aan de meetkamer 9 grenzend uiteinde 7A van de kern 7 en het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel 3D zijn geen wanddelen aanwezig. De ruimte tussen de kern 7 en het uitlaatdeel 3D is volledig open. Hierdoor kan het fluïdum ongehinderd uit de meetkamer naar de uitlaat stromen waardoor de stromingsweerstand van de stromingsmeter gering is. Om te voorkomen dat de meetkogel 13 uit de meetkamer 9 kan geraken is de afstand 15 tussen de buitenrand 7B van het aan de meetkamer grenzend uiteinde 7A van de kem en de binnenrand 11B van het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel 3D kleiner is dan de diameter D van de meetkogel 13. Om de fluïduinstroming zo constant en vloeiend mogelijk te laten zijn is de kern 7 massief en is het uiteinde 7A van de kern vlak.

De geleidingsbladen 5 zijn voorzien van een aan de inlaat grenzend inlaatuiteinde en een aan de meetkamer grenzend uitlaatuiteinde. Dit uitlaatuiteinde is voorzien van een uitsparing met een boogvormige begrenzingswand 5C. De maximale afstand 17 tussen het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel en deze boogvormige begrenzingswand 5C is groter dan de diameter D van de meetkogel en de minimale afstand 19 tussen het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel en deze boogvormige begrenzingswand 5C is kleiner dan de diameter D van de meetkogel 13. Hierdoor stroomt het uit de geleidingsbladen stromende fluïdum direct in de rotatiebaan van de meetkogel.

Het inlaatdeel 3A en het uitlaatdeel 3D hebben beide een even grote cilindrische opening en zijn in lijn met elkaar aanwezig. Het verwijd deel (gevormd door delen 3B en 3C) heeft een grotere buitendiameter dan die van het in- en uitlaatdeel, waarbij de overgang van het inlaatdeel naar het verwijd deel niet abrupt met een stap verloopt, maar geleidelijk door een conisch wanddeel. De kern 7 heeft een naar de inlaat gekeerde conisch wand 7C die de axiaal gerichte binnenkomende fluïdumstroom 21 geleidelijk geleidt naar de geleidingsbladen 5. De zijwand 7D van de kern loopt in de betreffende uitvoeringsvorm licht taps toe in de richting van de uitlaat.

Hoewel in het voorgaande de uitvinding is toegelicht aan de hand van de tekeningen, dient te worden vastgesteld dat de uitvinding geenszins tot de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvorm is beperkt. De uitvinding strekt zich mede uit tot alle van de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvorm afwijkende uitvoeringsvormen binnen het door de conclusies gedefinieerde kader. Zo kan de zijwand van de kern ook evenwijdig aan de lengterichting van de stromingsmeter verlopen in plaats van het in de tekeningen getoonde tapse verloop.

Claims (6)

1. CONCLUSIES:

   1. Stromingsmeter (1) omvattende:

   een behuizing (3) voorzien van een inlaatdeel (3A) en een uitlaatdeel (3D), alsmede een daartussen aanwezig verwijd deel dat een op het inlaatdeel aansluitend geleidingsdeel (3B) omvat en een op het geleidingsdeel en het uitlaatdeel aansluitende meetdeel (3C), in het geleidingsdeel aanwezige schroeflijnvormige geleidingsbladen (5) die zijn verbonden met de behuizing, een binnen de geleidingsbladen aanwezige kern (7), een binnen het meetdeel aanwezige meetkamer (9), die aan een buitenzijde is begrensd door het meetdeel (3C) van de behuizing, aan een inlaatzijde is begrensd door de geleidingsbladen (5), aan een tegenover de inlaatzijde aanwezige loopzijde is begrensd door een naar de meetkamer toegekeerd eindvlak (11) van het uitlaatdeel (3D), en aan een binnenzijde deels is begrensd door de kern (7), en een in de meetkamer (9) aanwezige meetkogel (13), die tijdens gebruik over het eindvlak (11) in de meetkamer rondloopt, waarbij tussen een aan de meetkamer (9) grenzend uiteinde (7A) van de kern (7) en het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak (11) van het uitlaatdeel (3D) een opening aanwezig is en geen wanddelen aanwezig zijn, waarbij de afstand (15) tussen de buitenrand (7B) van het aan de meetkamer grenzend uiteinde (7A) van de kern en de binnenrand (11B) van het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak (11) van het uitlaatdeel (3D) kleiner is dan de diameter (D) van de meetkogel (13), waarbij de diameter van de kern (7) aan een uitlaatuiteinde van de geleidingsbladen (5) meer is dan de helft van de binnendiameter van het uitlaatgedeelte (3D), waarbij de kern (7) zich uitstrekt tussen het inlaatgedeelte (3A) en de meetkamer (9) en een uiteinde (7A) van de kern nabij het uitlaatgedeelte (3D) aanwezig is binnen de baan van de meetbal, waarbij aan het einde (7A) van de kern het fluïdum vanuit de meetkamer langs het eindvlak van het kernuiteinde (7A) in het uitlaatgedeelte stroomt, en waarbij het inlaatdeel (3A), het geleidingsdeel (3B) en het meetdeel (3C) van de behuizing, alsmede de geleidingsbladen (5) en de kern (7) gezamenlijk één gespnitgiet deel zijn, met het kenmerk, dat de kern (7) massief is.
2. 2. Stromingsmeter (1) volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het uiteinde (7A) van de kern (7) vlak is.
3. 3. Stromingsmeter (1) volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de zijwand (7D) van de kern evenwijdig of nagenoeg evenwijdig is aan de lengterichting van de stromingsmeter.
4. 4. Stromingsmeter (1) volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de zijwand (7D) van de kern naar het uitlaatdeel (3D) toe taps verloopt.
5. 5. Stromingsmeter (1) volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de ruimte tussen de kern (7) en het uitlaatdeel (3D) volledig open is.
6. 6. Stromingsmeter (1) volgens conclusie 1, 2, 3, 4 of 5, met het kenmerk, dat de geleidingsbladen (5) elk zijn voorzien van een aan het inlaatdeel (3A) grenzend inlaatuiteinde en een aan de meetkamer (9) grenzend uitlaatuiteinde, dat is voorzien van een uitsparing met een boogvormige begrenzingswand (5C), waarbij de maximale afstand (17) tussen een naar de meetkamer toegekeerd eindvlak (11) van het uitlaatdeel (3D) en deze boogvormige begrenzingswand (5C) groter is dan de diameter van de meetkogel (11) en de minimale afstand (19) tussen het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak (11) van het uitlaatdeel (3D) en deze boogvormige begrenzingswand (5C) kleiner is dan de diameter van de meetkogel (13).